關于裝配式混凝土結構的發展和認識

蔡潔 周清忘

摘 要：隨著建筑產業的轉型和升級，大力發展預制裝配式結構，實現建筑工業化和綠色生態建筑城市是未來的發展趨勢。本文介紹了關于預制裝配式混凝土結構的發展和認識，并對裝配式混凝土結構的未來發展前景做了展望。

關鍵詞：裝配式建筑結構；節能環保；標準化施工

Abstract：It is a developing trend to develop prefabricated assembling structure and realize architecture industrialization in the future.This paper introduces the development and understanding of the assembled concrete structure，and forecasts the future development of the assembled structure.

Key words：assembled building structure；energy saving and environmental protection；standardized construction

隨著21世紀時代的發展和推進，經濟技術和工業化都達到了相對較高的水平。在建筑行業領域，傳統的現澆混凝土結構具有工業化程度低、工程質量差、生產效率低下、建造過程粗放、建材損耗大、環境污染嚴重、施工時間較長、建筑耗能較高等缺點。基于這些不足，新技術、新材料和新工藝的發展尤為重要。預制混凝土結構作為一種新的建筑形式，不僅模塊化、組件化、集約化、高效、方便。而且該工藝綠色環保，具有節約材料、減少用工、節約成本等優點，目前正被大力推廣。大力發展預制裝配式建筑，加快標準化建設，提高施工技術水平和工程質量，也是李克強總理在2016年“兩會”期間，政府工作報告中重點強調的。住房和城鄉建設部有關領導也曾多次強調發展預制裝配式結構。預制混凝土結構必將是未來建筑業的發展趨勢。

1 裝配式結構的概念

裝配式混凝土結構，結構的實質其實就像“搭積木”一樣的方式。其結構系統、內部加載系統、外部維護系統等，都可以通過在工廠或者施工現場提前預制而成。可通過加強套筒灌漿連接或鋼筋錨固搭接連接，將散裝預制件連接成一體，形成可靠的建筑結構。裝配式混凝土結構通過預先制造構件，并根據施工圖紙現場進行組裝、搭接或連接成具有可靠傳力和承載體系的結構。這種方法節省能源，易于拆除，節能環保，防止噪音污染，而且具有設計多樣化，施工速度快，節省勞動力，提高勞動效率，構件可重復利用等多種優點。是現代社會建設和發展不可或缺的、這種開拓和創新是具有里程碑意義的。

2 國內外裝配式結構的發展

2.1 國外裝配式結構的發展

預制裝配式建筑最早開始的興起是在20世紀50年代，主要是為了解決第二次世界大戰帶來的住房緊缺問題。到了20世紀60年代，該預制裝配式技術被廣泛推廣到美國、日本等發達國家。

預制裝配式混凝土結構隨著在美國、日本的推廣，由于其獨特的優勢和便捷化特點，很快便在其他發達國家迅速發展。我們通過分析這些國家在預制裝配式結構上面的發展并總結各方面經驗。以此為我國在綠色能源建設、城鎮化建設、節能減排等方面提供方向，并通過對比及時的去改進措施和吸取經驗。

在20世紀70年代初美國的預制裝配式結構就已經得到了高速的發展，和其他國家的發展情況是非常不盡相同的。在住宅建筑上面，大多是以低層次木結構和輕鋼結構為主，主要表現為個性化、多樣性、現代化等特點。

日本提出裝配式結構的理念是在20世紀60年代。在裝配式發展的基礎上推出部件化、構件化、工業化的生產方式。中高層住宅生產體系可高效率生產，其內部住宅結構可變。在推動產業結構和規模化的調整過程中，建筑結構形式經歷了四個過程，分別是多樣化、標準化、工業化、信息化。

裝配式建筑結構對住宅產業的發展和推動起到了很大的促進作用，這與日本政府的干預和大力支持是密不可分的：日本政府方面制定了一系列的建設住宅工業化方針，并建立了相應統一的標準。這樣就解決了標準化與住宅多樣化、復雜化之間的各種矛盾。通過在不斷的探索和研究中，繼續進一步的快速進步。

2.2 國內裝配式結構的發展

預制裝配式建筑的發展理念在中國也曾出現過，最早可追溯到20世紀50年代，但在當時國家形勢、建設能力、經濟條件及工業化水平等各方面的種種限制下。預制裝配式混凝土結構受到各種阻礙，且一直沒有被廣泛的推廣和使用。并在發展的過程中一直飽受著各種爭議，曾經這種理念處于邊緣階段，甚至走向消亡。

預制裝配式混凝土建筑技術在沉寂20年之后重新再次興起是在20世紀90年代，但是由于當時在技術和人員上面都是非常匱乏的，且在短時間內不可能實現太大的發展。面對中國各地建筑業轉型升級的迫切需要，近幾年國家和建筑行業陸續出臺相關方針政策和發展目標大力發展預制裝配式結構，目前，已有多個省市自治區啟動了相應的扶持政策。從市場占有率的角度來看，中國目前的裝配式建筑在市場中還處于起步階段。從技術成熟度方面，我國裝配式結構技術還不夠成熟。從成本投資方面，代價投資比較高。但我相信隨著技術的進步和管理水平的提高，以及運營的成熟，預制裝配式建筑混凝土結構在我國未來20年內必將得到大力發展與推廣。

3 裝配式結構的應用現狀

預制裝配式混凝土結構有多種形式，如剪力墻結構，框架結構，框架剪力墻結構和部分框架剪力墻結構。由于預制裝配式結構的預制構件全部通過連接節點連接，所以混凝土結構在大范圍內尚未廣泛使用。與傳統建筑方法相比，預制建筑物具有更多的連接界面和接縫，而裝配式混凝土結構中的節點是裝配式建筑的薄弱環節，在連接節點的處理問題上，國內的技術手段目前并不是很成熟。但裝配式建筑結構在環保、節能和施工上與現澆相比優點比較突出。

最近幾年，在國家和地方政策的不斷推動下，裝配結構的發展道路越來越清晰，技術創新層出不窮。工業界和企業界對裝配式建筑的發展抱有極大的希望，裝配式建筑的示范工程也層出不窮。毋庸置疑，這些成果的取得，不僅是國家和地方政策的巨大扶持和推動，也是十幾年來工業界和企業界不懈努力和砥礪前行、艱苦奮進的結果。

在裝配式混凝土建筑結構持續發展的過程中，我們必須充分的認識到，裝配式混凝土建筑的發展是一個長期的、艱難的、創新的過程。它需要耐心和毅力，不僅需要一點一點的完善和積累，而且需要一個高層次的設計來為建筑業的現代化發展做出貢獻。提升和轉變建筑業的創新能力是發展裝配式技術的核心。站在21世紀新的歷史時期深刻認識歷史的必然性和未來性，對裝配式混凝土建筑結構的發展具有重要的意義。

預制裝配式建筑結構的發展，是新時期發展先進生產力的要求。其目的是擺脫傳統的現場現澆的施工方法，建立新型的工業化生產模式。顯然，什么樣的生產力決定了什么樣的生產關系，通過發展裝配式建筑施工技術，從而有效的幫助和推動建筑業在技術、體制和管理機制上發生根本性的變化，從而實現轉型。建筑行業的改革與升級。裝配式結構的發展不是唯裝配，也不是預制裝配代替現澆模式。裝配式建筑其本質不僅是技術創新，更是建筑文明、綠色環保的過程。裝配式的施工過程相當于是通過工業化的生產。我們必須樹立以建筑為最終產品的觀念和思想，用工業化的思想和方法來建造房屋。預制裝配式建筑的建設過程是產品生產的系統化過程。主要通過建筑師對整個施工過程的控制和考量，從而實現了工程建設的一體化、標準化，產業化，統一化和高度組織化。毫無疑問，裝配式建筑的發展是建筑方式和生產方式的變革。這是實現中國建筑業轉型與創新的必由之路。

總之，開發裝配式建筑結構是一條比較艱辛的路。施工方法的轉換不能一蹴而就，它需要耐心、積累和時間。它還需要關注行業發展，注重創新精神。

4 裝配式結構的特點

預制裝配式建筑結構質量高，工業化程度高。在勞動力價格大幅度上漲的情況下，不僅可以有效節省勞動力，降低工程造價，預制結構可有效避免施工現場的揚塵污染，減少工地潮濕，節約材料，減少施工垃圾，而且裝配式混凝土結構具有質量好、效率高、施工浪費少、施工噪音低等特點。在施工進度上，構件預制成型無需經過現場養護即可拼接完成，大幅縮減工期。在經濟效益上，施工進度加快之后，資金更易收回，綜合經濟效益得以高效提升。在構件質量上，預制構件廠條件好，產品質量易于保證。在環保情況上，大大減少濕作業量，耗能和資源得以嚴格控制，對環保有利。

大力發展預制裝配式建筑，可以從粗放型向集約型轉變，生產方式進一步現代化。它可以促進一些新興產業和行業的發展，為經濟發展提供新的動力，培育新的經濟增長點，解決一些產能過剩的產業，為我國的經濟發展提供新的動力。但也存在一些不足的地方：裝配式結構的整體性要比現澆混凝土結構差、整體性差、剛度差及抗震能力弱。而且構件有可能是非對稱、尺寸大、形狀不規則，會導致運輸難度大，運輸費用相對比較高。在施工現場構件一般通過鋼筋套筒灌漿連接、漿錨搭接等連接方式，該連接方式對工人的技術水平要求高，而且節點構造一般較為復雜，施工技術復雜。

5 結語

未來裝配式建筑結構的發展趨勢怎樣？將面臨哪些挑戰和問題？我認為：發展是主題，是時代的潮流，時代將繼續遵循既定的目標，這是新時代的要求和歷史發展的必然。就從長遠來看，在建設工業化生產的過程中，這種結構體系將成為建筑行業發展的主流方向。建筑部門和行業應當投入更多的時間和精力對裝配式結構進行進一步的研究和推廣，相信在裝配式結構的進一步研究和推廣中，我國的建筑行業水準必然會向發達國家越來越靠近。在發展裝配式結構的過程中，應當貫徹節能耗能、綠色環保和環境保護的基本國策，實現資源的可持續發展和建筑技術的不斷推進。

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